- 2025-01-10 10:49:38玻璃化转变温度
- 玻璃化转变温度（Tg）是高分子材料由玻璃态转变为高弹态的温度。在此温度以上，高分子链段开始运动，材料表现出高弹性质，模量降低、形变增大。而在此温度以下，链段运动被冻结，材料呈玻璃态，模量高、形变小。玻璃化转变温度是高分子材料的一个重要物理性质，影响材料的加工、使用及性能。通过差示扫描量热法（DSC）、动态热机械分析（DMA）等方法可以测定材料的玻璃化转变温度。
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玻璃化转变温度问答
- 2023-08-04 09:49:00玻璃化转变温度是什么？
- 玻璃化转变温度是高分子材料科学中一个重要的概念，它描述了无定形聚合物在玻璃态和高弹态之间转换的温度范围。玻璃化转变温度对于聚合物材料的加工、使用以及性能等方面具有重要影响。本文将介绍玻璃化转变温度的基本概念、计算方法、影响因素以及在实践中的应用。玻璃态和高弹态之间转换玻璃化转变温度是指无定形聚合物从玻璃态转变为高弹态的过程中，温度发生突变的位置。这个温度是高分子材料的一个重要参数，对于材料的加工、使用和性能等方面都具有重要影响。通常情况下，玻璃化转变温度可以通过热分析技术如差示扫描量热仪（DSC）和热机械分析（TMA）等方法进行测量。上海和晟 HS-DSC-101 差示扫描量热仪影响玻璃化转变温度的因素有很多，其中主要包括聚合物的分子量、分子量分布、增塑剂、温度、压力等。分子量较小的聚合物具有较低的玻璃化转变温度，而分子量较大的聚合物则需要更高的温度才能发生玻璃化转变。此外，增塑剂的加入可以降低聚合物的玻璃化转变温度，使其更加柔软。温度和压力也会对聚合物的玻璃化转变温度产生影响，但具体的影响程度则取决于聚合物的种类和测试条件。在实践应用中，玻璃化转变温度对于聚合物材料的加工、使用和性能等方面具有重要影响。例如，在塑料加工过程中，需要将材料加热到其玻璃化转变温度以上，使其具有更好的加工性能。此外，玻璃化转变温度还与聚合物的使用寿命、耐热性、耐寒性、抗冲击性等性能密切相关。因此，在聚合物材料的研发、生产和应用中，通常需要对玻璃化转变温度进行精确控制和调节。总之，玻璃化转变温度是高分子材料科学中一个重要的概念，它对于聚合物材料的加工、使用和性能等方面具有重要影响。在实际应用中，需要准确掌握聚合物的材料的玻璃化转变温度，并根据需要进行调节和控制，以获得更好的材料性能和使用效果。
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- 2022-11-25 17:32:20低场核磁共振法用于淀粉玻璃化转变温度研究
- 低场核磁共振法用于淀粉玻璃化转变温度研究淀粉不仅是食品中的重要的组成成分,而且也是有用的食品工业原料,应用用途十分的广泛。大家都知道,淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成,直链淀粉为一条直链的结构,分子量较小,支链淀粉是高度分支,分子量通常较高。由于来自不同种植物的淀粉在结构,组成和分子状态方面的差异,来自不同的来源的淀粉具备各自的使用功能。食品的玻璃化转变可能会引起食品的货架寿命和质构等的改变,已成为当今的研究热点。玻璃化转变温度的这个概念目前被广泛的应用在食品科学的领域当中。玻璃化转变是一种二级相变,物质不会放出潜热,不发生相变,他的宏观上在物质的物理、电学、热及力学等其他性质上,表现出变化或者不连续性。当食品处在玻璃态时,食品的分子分散的速率就会减慢,产品的品质就会提高,然而,当食品发生了玻璃化转变之后,它的理化性质就会发生明显的改变。淀粉的玻璃化转变对机械性能的影响很大,如引起淀粉的质构特性和产品老化等重要影响。因此,研究淀粉的玻璃化转变温度是非常重要的。聚合物在比较低的温度下,分子的热运动所需要的能量就很低,只有分子中的链节、支链等比较小的运动单元可以运动,而链段和分子链处于被冻结的状态,聚合物在外界作用下只能发生微小的形变,这个时候聚合物表现出来的力学性质和玻璃相似,所以把这种状态叫做玻璃态。聚合物发生了玻璃化转变时的温度称为玻璃化转变温度(Tg)。当食品处在玻璃态的时候,受扩散控制的食品的品质变化的反应就会变得非常的缓慢,有的甚至不会发生。这时的食品的各个方面的性质就会非常的稳定,对于食品的保存和新鲜程度等品质的保持就十分有利。大部分的谷物类食品是以淀粉为原料的,如小吃、焙烤食品等。面包在储藏的过程会发生老化(硬化),严重影响面包的品质,淀粉结晶就是影响面包老化的重要因素。当储藏温度低于Tg时,淀粉就不会发生结晶,所以将面包在玻璃态时储藏,对yi制面包老化很有效。食品中的玻璃化转变会影响食品的货架寿命和质构等。低场核磁共振法测定玻璃化转变温度：NMR是一种通过测定活性原子核的弛豫特性来描述分子运动特性的技术。用NMR测定玻璃化转变温度是基于弛豫时间(T1、T2)可以衡量玻璃化转变时分子链段运动的急剧变化。与上述方法相比，NMR对所测食品样品没有限制，对样品亦不具破坏性，灵敏度高，能够快速、实时、荃芳位、定量的研究样品。玻璃化转变是指非晶态的高聚物（包括晶态高聚物中的非晶体部分）从玻璃态到高弹态的转变或者从高弹态到玻璃态的转变。许多研究人员已经接受食品也是聚合物这一观点并将其作为聚合物体系进行分析，聚合物玻璃化转变的基础是分子运动，聚合物由玻璃态转变为橡胶态时，含有质子的基团运动频率增加，这些变化可由弛豫时间T1和T2来衡量。当聚合物处于玻璃态时，T2不随温度而变，表现出刚性晶格的性质，玻璃化转变后，突破刚性晶格的限制，T2随温度升高而增大。绘制T2-温度曲线，T2转折点所对应的温度即玻璃化转变温度Tg。T2-温度曲线和T1-温度曲线都是由两条近似直线的不同斜率的直线部分组成，这两条直线的交点就看作为相转变点，所对应的温度就是相转变温度，即我们所要测定的Tg。对于“U”曲线，其zui低点，即为相转变点，所对应温度为Tg。
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- 2023-06-01 17:29:38DSC测试覆铜板PCB玻璃化转变温度Tg和固化因子ΔTg
- 本文介绍了用差示扫描量热仪(DSC)测试覆铜板PCB玻璃化转变温度和固化因子ΔTg。印刷电路板（PCB, Printed Circuit Board）是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。PCB的树脂成分发生玻璃化转变时，PCB的整体力学性能和介电性能大幅减弱，故此PCB需要足够高的Tg。DSC是测试Tg最为普遍的一种热分析手段，在发生玻璃化转变的过程中，样品的比热会出现特征性变化，即在DSC曲线上表现出台阶式的转变。玻璃化转变温度Tg就是高分子聚合物最重要的特征性能之一，是FR-4基材等级最常见的划分方式之一，也是IIPC-4101 《刚性及多层印制板基材规范》中最重要的性能指标之一。通常认为，玻璃化转变温度越高，层压板的可靠性越高。PCB使用DSC玻璃化转变温度测试标准可参考IPC-TM-650 2.4.25。除了玻璃化转变温度以外，固化度也会影响材料的使用温度、强度、膨胀系数、失效情况等性质。由于增强材料和其他填料的存在，PCB无法像聚合物基体材料一样通过测量残余固化热来判断固化程度。大量的研究和实践经验表明，Tg强烈依赖于固化程度。因此可以将材料再次经历固化条件，对比再次固化前后的Tg变化，得出固化程度的结论。IPC-TM-650 2.4.25，将再次固化前后的Tg分别定义为Tg1和Tg2，将两次Tg之差（Tg2-Tg1）定义为固化因子ΔTg。为了便于比较，标准还规定，以玻璃化转变台阶的中点或拐点温度作为Tg。图1为某覆铜板PCB的DSC玻璃化转变温度结果。第一次加热的Tg1为133.3℃，第二次加热的Tg2为136.2℃。由此可以获得固化因子ΔTg为2.9℃。环氧体系的PCB，目前行业中标准认为ΔTg大于5℃时，材料的固化程度不完全，需要提高固化程度；当ΔTg小于5℃时，产品固化完全。但要注意，即使ΔTg
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- 2022-11-10 22:16:02测定玻璃化转变温度的常用方法-低场核磁共振法
- 测定玻璃化转变温度的常用方法-低场核磁共振法什么是玻璃化转变温度？玻璃化转变温度是指由高弹态转变为玻璃态或玻璃态转变为高弹态所对应的温度。玻璃化转变是非晶态高分子材料固有的性质，是高分子运动形式转变的宏观体现，它直接影响到材料的使用性能和工艺性能，因此长期以来它都是高分子物理研究的主要内容。玻璃化转变温度是高分子聚合物的特征温度之一。以玻璃化温度为界，高分子聚合物呈现不同的物理性质：在玻璃化温度以下，高分子材料为塑料；在玻璃化温度以上，高分子材料为橡胶。从工程应用角度而言，玻璃化温度是工程塑料使用温度的上限，是橡胶或弹性体的使用下限。玻璃化转变的影响因素由于玻璃化转变是与分子运动有关的现象，而分子运动又和分子结构有着密切关系，所以分子链的柔顺性、分子间作用力以及共聚、共混、增塑等都是影响高聚物Tg的重要内因。此外，外界条件如作用力、作用力速率，升(阵)温速度等也是值得注意的影响因索。在玻璃化转变温度以上，高聚物表现出弹性；在玻璃化转变温度以下，高聚物表现出脆性，在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80℃。但是，他不是制品工作温度的上限。比如，橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上，否则就失去高弹性。测定玻璃化转变温度的常用方法：1．膨胀计法：在膨胀计内装入适量的受测聚合物，通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内，然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热，记录惰性液体柱高度随温度的变化。由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变，因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。2．折光率法：利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化，找出导致这种变化的玻璃化转变温度。3．热机械法（温度-变形法） 在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒定载荷；记录不同温度下的温度-变形曲线。类似于膨胀计法，找出曲线上的折点所对应的温度，即为：玻璃化转变温度。4．DTA法（DSC）：以玻璃化温度为界，高分子聚合物的物理性质随高分子链段运动自由度的变化而呈现显著的变化，其中，热容的变化使热分析方法成为测定高分子材料玻璃化温度的一种有效手段。5．动态力学性能分析（DMA）法：高分子材料的动态性能分析（DMA）通过在受测高分子聚合物上施加正弦交变载荷获取聚合物材料的动态力学响应。6．低场核磁共振法：NMR是一种通过测定活性原子核的弛豫特性来描述分子运动特性的技术。用NMR测定玻璃化转变温度是基于弛豫时间(T1、T2)可以衡量玻璃化转变时分子链段运动的急剧变化。与上述方法相比，NMR对所测食品样品没有限制，对样品亦不具破坏性，灵敏度高，能够快速、实时、荃方位、定量的研究样品。玻璃化转变是指非晶态的高聚物（包括晶态高聚物中的非晶体部分）从玻璃态到高弹态的转变或者从高弹态到玻璃态的转变。许多研究人员已经接受食品也是聚合物这一观点并将其作为聚合物体系进行分析，聚合物玻璃化转变的基础是分子运动，聚合物由玻璃态转变为橡胶态时，含有质子的基团运动频率增加，这些变化可由弛豫时间T1和T2来衡量。当聚合物处于玻璃态时，T2不随温度而变，表现出刚性晶格的性质，玻璃化转变后，突破刚性晶格的限制，T2随温度升高而增大。绘制T2-温度曲线，T2转折点所对应的温度即玻璃化转变温度Tg。T2-温度曲线和T1-温度曲线都是由两条近似直线的不同斜率的直线部分组成，这两条直线的交点就看作为相转变点，所对应的温度就是相转变温度，即我们所要测定的Tg。对于“U”曲线，其蕞低点，即为相转变点，所对应温度为Tg。
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- 2022-01-13 17:04:22核磁法测玻璃化转变温度Tg以及与DSC测Tg对比
- 核磁法测玻璃化转变温度Tg以及与DSC测Tg对比玻璃态与玻璃化转变无定形聚合物在较低的温度下，分子热运动能量很低，只有较小的运动单元如侧基、支链和链节能够运动，而分子链和链段均处于被冻结状态，这时的聚合物所表现出来的力学性质和玻璃相似，故称这种状态为玻璃态(glassy-state)。玻璃化转变是无定型聚合物在经受热过程或加入增塑剂(比如水)后产生的一种物理变化，随着温度的降低，聚合物从橡胶态向玻璃态转变，转变点对应的温度即玻璃化转变温度，用Tg表示。Tg是十分重要的物理化学参数，它能决定食品体系的质量、安全性和稳定性。在玻璃态转变温度之下，聚合物处于一种刚性的状态，内部具有很高的黏度，分子迁移和扩散实际上可视为不存在，此时一切造成食品品质变化的反应的反应速率都大大降低，甚至不发生反应。当温度升高到玻璃态转变温度以上时，聚合物软化或转变为橡胶态，体系黏度降低而分子迁移增加，这种情况下食品体系容易发生腐败变质。所以，测得食品体系的Tg值，将其在低于Tg的条件下保藏，可以zui大限度地保存其原有的色、香、味、形等食用品质以及营养成分。目前应用最广泛的测定Tg的方法有差示扫描量热法(DSC)、动力机械分析法(DMA)、热机械法(TMA)、动态热机械法(DMTA)，与核磁共振法(NMR)等。采用NMR技术来测定玻璃态转变温度是一项新技术，它能够进行快速、准确、实时、全方位的定量测量，而且对样品不具有破坏性，在测量食品的玻璃化转变温度及其他方面具有广阔的应用前景。低场核磁共振法测试Tg原理与优势：NMR是一种通过测定活性原子核的弛豫特性来描述分子运动特性的技术。用NMR测定玻璃化转变温度是基于弛豫时间(T1、T2)可以衡量玻璃化转变时分子链段运动的急剧变化。与上述方法相比，NMR对所测食品样品没有限制，对样品亦不具破坏性，灵敏度高，能够快速、实时、全方位、定量的研究样品。玻璃化转变是指非晶态的高聚物（包括晶态高聚物中的非晶体部分）从玻璃态到高弹态的转变或者从高弹态到玻璃态的转变。许多研究人员已经接受食品也是聚合物这一观点并将其作为聚合物体系进行分析，聚合物玻璃化转变的基础是分子运动，聚合物由玻璃态转变为橡胶态时，含有质子的基团运动频率增加，这些变化可由弛豫时间T1和T2来衡量。当聚合物处于玻璃态时，T2不随温度而变，表现出刚性晶格的性质，玻璃化转变后，突破刚性晶格的限制，T2随温度升高而增大。绘制T2-温度曲线，T2转折点所对应的温度即玻璃化转变温度Tg。T2-温度曲线和T1-温度曲线都是由两条近似直线的不同斜率的直线部分组成，这两条直线的交点就看作为相转变点，所对应的温度就是相转变温度，即我们所要测定的Tg。对于“U”曲线，其zui低点，即为相转变点，所对应温度为Tg。DSC与核磁法测Tg对比当物质的物理性质发生变化（例如结晶、熔融或晶型转变等），或者起化学变化时，往往伴随着热力学性质如热焓、比热、导热系数的变化。DSC就是通过测定其热力学性质的变化来表征物理或化学变化过程的。它是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。实验过程中记录的信息是保持样品和参比样的温度相同时，两者的热量之差，因此DSC得到的曲线横轴为温度(时间)，纵轴为热量差。由于DSC测试时样品用量很少，一般以mg为单位，对于非均相体系，不具有代表性；由于样品量少，升温速度快，很容易冲过Tg点，而带来误差。核磁法测试时样品用量一般是以克为单位，可精确控制样品的升温速度，测试结果更精确，也更能代表非均相体系的Tg值。变温核磁共振分析仪
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